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计算机视觉设计范文1
关键词： 计算机视觉； 考试； 自动监考； 视频帧
中图分类号： TN957.52+3?34； TP373 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0099?03
Abstract： In view of the high packet loss rate and low intelligent degree of the current video monitoring for test invigilation， the optimal design was carried out for the computer vision based automatic monitoring system of student examination. A video frame cycle error correction coding based design method of automatic invigilation system based on computer vision is put forward. The system design is divided into hardware and software design， including the A/D circuit， clock circuit， video frame cycle error correction coding circuit， program load circuit and output interface circuit. The experimental test results show that the system can reduce the video packet loss in the invigilation process effectively， improve the vision coverage degree of invigilation area， and has high system integration and intellectuality.
Keywords： computer vision； examination； automatic invigilation； video frame
0 引 言
随着视频图像处理技术的发展，采用计算机视频监测方法进行现场O控设计，提高对监控区域的自动化识别和管理能力[1]。学生考试自动监考系统是考试智能化管理系统的重要部分，采用计算机视觉分析方法进行自动监考，首先采用计算机视频监控方法进行考试现场的实时视觉画面采集，从而实现对考试现场的检验分析和指导。研究学生考试自动监考系统，在促进智能化考试管理和提高考场监考的管控能力方面具有积极重要意义[2]，对学生考试自动监考系统是建立在视频图像分析基础上的，结合系统硬件设备设计和软件开发，采用计算机视觉分析方法进行监控现场的异常信息特征提取和分析，采用视频帧循环纠错编码避免监控过程中的丢包和误码失真。首先进行系统的总体构架分析，然后进行监考系统的硬件模块化设计，最后进行系统调试分析，得出有效性结论。
1 系统设计与实现
1.1 器件选择
根据上述设计思想和总体设计构架，进行基于计算机视觉的学生考试自动监考系统的硬件模块化设计，学生考试自动监考系统的数据采集系统是整个系统的基础。通过PCI桥接芯片与PC机进行数据通信，采用PCI9054的LOCAL 总线设计方法，进行数据特征采集，把学生考试监考现场的视频信息存储到PCI总线上，在嵌入式RAM中对监控视频信息进行收发转换和视频帧间编码，基于视频帧循环纠错编码方法进行视频纠错。硬件设计主要包括如下几个部分：学生考试监考现场的视频信息的DSP信号处理器、模拟信号预处理机、视频信息的逻辑控制设备、外部I/O设备以及A/D设备和电源供电设备，用DSP控制A/D转换FLASH寄存器寄存学生考试监考现场的视频视觉特征信息，同时DSP与PCI通信，DSP接收PCI总线的用户信息，输出多路视频编码到功率放大器。通过串行E2PROM进行配置校验，在C 模式下通过PCI总线送采样数据或处理结果到PC机进行监考现场的监控信息分析。
1.2 监考系统的电路设计
根据上述总体设计要求，结合选择的器件，采用可编程DSP芯片ADSP?BF537作为核心处理芯片，进行学生考试自动监考系统的电路设计，主要包括了A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路等，分别设计描述如下：
（1） A/D电路。学生考试监考系统的A/D电路是实现对输入视频采集信息的数/模转换，提供给计算机和DSP芯片可识别的原始计算机视觉信息，结合视频帧循环纠错编码方法进行可视化校对和视频编码。外部I/O设备包括A/D转换器AD7864两片，A/D电路的分辨率为12位，最大采样频率25 kHz，采用AD7864（以下简称7864）作为A/D芯片，它是4通道输入、转换速度1.65 μs的高性能AD芯片，自动监考系统的A/D输入电压满足：
采样通道数由DSP数据总线dspD[3：0]控制[3]，A4～A0和译码，利用信号作读数标志信号，得到A/D电路的接口硬件设计图如图1所示。
考虑到系统处理视频传输信息的时间和读数匹配问题，在进行A/D设计中，需要考虑7864模拟输入/输出对应码表，见表1。
（2） 时钟电路。时钟电路执行学生考试自动监考系统的时钟中断控制功能[4]，采用5409A 作为自动监考系统的时钟中断的核心控制芯片，5409A有3个多通道缓冲串口McBSPs，提供串行A/D、D/A 设备以及其他的串行器件直接接口，本地总线支持复用/非复用的 32 位地址/数据，包括 PCI 总线操作和LOCAL总线操作，PC9054 内部CI9054的LOCAL 总线与PCI总线通过异步操作实现两个 DMA数据的串行接口输入和输出。时钟电路的引脚设计如图2所示。
（3） 视频帧循环纠错编码电路。视频帧循环纠错编码电路是整个系统设计的核心模块，视频帧循环纠错编码通过Emulator由JTAG（Joint Test Action Group）口下载到DSP中运行，在IEEE 1149.1标准协议下进行 5409A芯片器件的操作测试，芯片采用4通道高性能运放，带宽为10 MHz。使用ADUM1201进行帧同步信号设计[5]，选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为自动监考系统的三维特征分析模块，从外部16位存储器读取监测视频图像的编码特征，引出双排的14脚插针外接上拉或下拉电阻，选择引脚、时钟信号输入引脚，数据总线LD 9054与应用电路连接，以串行E2PROM的配置电路作为I/O 初始化控制寄存器模块单元，直接从地址0x20000000执行16位打包模式实现视频纠错编码，得到视频帧循环纠错编码电路设计如图3所示。
（4） 程序加载电路。选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为学生考试自动监考的可视化校验视觉分析的程序加载电路的核心处理芯片。在程序加载电路中，采用可编程逻辑芯片PLC进行图像信息分析，在程序加载中，从外部16位存储器直接执行16位打包模式，引导ROM配置异步存储器空间，通过连续读取0x00字节的个数来确定学生考试自动监考系统的SPI存储器的片选[6]，程序加载电路设计如图4所示。
图4中，在VCC和地之间并联1个电容，满足程序加载电路的可编程的硬件写保护和片内的偶然性的写保护功能。
（5） 输出接口电路。输出接口电路设计中，通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器，通过串行E2PROM进行配置校验。使用JTAG仿真器执行12通道DMA异步串行口设计，采用分立元件构成串口复位电路，降低DSP的能耗。开关频率也可在0～1间调节，内核电压在0.8～1.2 V间调整，内核电源通过10 和0.1 电容滤波，以减少电源噪声。实时时钟电源与I/O电源采取分别供电策略，综上分析，得到输出接口电路见图5。
在上述进行系统的硬件模块化设计的基础上，进行系统集成设计与软件开发。
2 实验测试分析
对上述学生考试自动监考系统进行软件开发和系统调试分析。件开发建立在CCS 2.20开发平台下，借助于 LabWindows/CVI，C/C++开发计算机视觉下的图像和视频信息处理程序。根据编写的PCI卡驱动程序进行视频信息采样和监考系统的原始数据采集，得到学生考试自动监考的视频采集分析界面如图6所示。
从图6可见，采用本文设计的考试自动监考系统，能有效实现计算机视觉下的监考视频信息传输。为了定量测试系统的性能，图7给出了不同方法进行监考视觉分析的视频丢包率对比结果，从图7得知，该系统能有效降低监考过程中的视频丢包，从而提高监考区域的视觉覆盖度。
3 结 语
本文提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分，首先进行了学生考试自动监考系统的总体设计构架分析和功能指标描述；然后以ADSP?BF537并行微处理芯片为核心进行监考系统的硬件设计，包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路；最后在Visual DSP++集成开发环境中进行自动监考系统的软件开发设计，结合视频帧循环纠错编码进行程序加载，实现计算机视觉下的自动监考。实验测试结果表明，该系统能有效降低监考过程中的视频丢包，提高了监考区域的视觉覆盖度，具有优越性能。
参考文献
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[4] 陆兴华，吴恩.基于安卓客户端的智能家居电力控制优化设计[J].电力与能源，2015，36（5）：692?695.
计算机视觉设计范文2
关键字：摄像机标定；几何模型；传统标定；自标定
1．引言
随着图像技术和计算机系统的发展，计算机视觉技术已广泛进入人们生活的各个领域。摄像机标定技术作为计算机视觉领域的一个重要研究内容，主要用于机器人定位，工业控制，交通监管、三维重建等方面。计算机视觉中使用的摄像机一般为价格低廉的非量测CCD摄像机，这种摄像机内部参数不知或不稳定，图像分辨率不高，并且存在较大的非线性畸变。鉴于这些特点，对摄像机标定的精确度、稳定性以及实时性的研究显得尤为重要。
2．摄像机标定的基础理论
2.1摄像机标定的含义
所谓摄像机标定，就是从摄像机获得的图像信息出发，根据物体的空间三维信息和图像中二维信息的对应关系，从而确定摄像机的成像几何模型，模型的参数就是摄像机的参数。[1]即摄像机的标定过程也就是求解摄像机内外参数的一个过程，其中内参数包括焦距、光心、纵横比、畸变系数等，外参数则由空间位置和方向，即旋转矩阵和平移矩阵组成。
2.2.图像坐标系、焦平面坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系
如图2-1所示，（）为图像坐标系，以像素为单位；（）为焦平面坐标系，以实际物理长度为单位，O1为摄像机光轴与图像坐标系的焦点，通常位于图像的中心。两坐标系间存在如下关系式：
（式2-1）
图2-1 图像坐标系与焦平面坐标系
摄像机的成像原理图如图2-2，摄像机坐标系和世界坐标系的关系可由3*3旋转矩阵R和3*1平移矩阵t表示（见式2-2）。[2]摄像机坐标系和焦平面坐标系的关系表示为式2-3.
（图 2-2 摄像机坐标系、世界坐标系和焦平面坐标系
2.3.摄像机几何模型
摄像机的几何模型是光学成像的几何关系的简化，大体包括线性和非线性模型。
2.3.1线性模型
线性模型是最简单的摄像机模型，也称为针孔模型，是将空间的三维直线投影为图像上的二维直线。空间中的任一点P可表示为式2-4，再由式2-1~式2-4，可得式2-5。
其中，为u轴和v轴的夹角。为图像主点坐标，K为摄像机内参矩阵，为摄像机的外参矩阵。
2.3.2 非线性模型
实际应用过程中，特别是使用广角镜头时，图像上会产生畸变，线性模型此时便不能准确的描述成像关系。通常所说的畸变包括径向畸变和切向畸变，一般情况下，径向畸变的第一项就足以描述镜头畸变。[3]
径向畸变： ，其
中，，为径向畸变系数。
3．摄像机标定方法
摄像机标定技术已比较成熟，方法很多，但仍然没有一种能够普遍适用。摄像机标定技术主要可以分为三种：传统标定技术、自标定技术和基于主动视觉的标定技术。
传统的标定方法就是用一个结构形状已知的物体作为空间参照物，通过图像和空间点的对应关系确定摄像机模型，再根据优化算法获得摄像机的参数。[5]具有代表性的方法有直线线性变换法、两步法、张正友标定法等。
所谓自标定，就是不依赖于标定参照物，根据多幅图像的几何关系和摄像机内参数存在的约束实现标定。主要方法有基于Kruppa 方程的自标定方法，基于二次曲面的自标定法等。
基于主动视觉的标定需借助可精确控制摄像机运动的平台，控制摄像机作特殊运动，获得多幅图像，建立摄像机模型，从而求解参数。常用方法有基于摄像机纯旋转的标定方法[8]、基于三正交平移运动的标定方法[9]、基于平面正交运动的标定方法[7]等。
3.1算法比较
传统标定法需要基于特定的实验条件（如特定的标定物），算法复杂，实时性差，但精度较高。
自标定法中常用的绝对二次曲线法受初值影响较大，虽然相对于传统标定法较灵活，但鲁棒性不足，对噪声较为敏感。该方法主要用在对精度要求不高的场合。
基于主动视觉的标定法需要提供摄像机运动平台，成本较高。目前的研究集中在如何减少对摄像机的运动限制的同时仍能线性的求解摄像机的参数。[6]
3.2改进算法
针对上述方法存在的不足之处，近年来出现了许多改进算法。例如：经典的两步法标定过程中只考虑了径向畸变，与实际情况不符，因而限制了标定精度的进一步提高；并且该法不能用平板标定块一次标定，给实际应用带来麻烦。文献[10]提出了一种改进的Tsai两步法，针对目前广泛使用的面阵CCD摄像机，采用非线性模型，运用迭代法求解内外参数。该方法操作简便，速度和精度上明显优于经典的两步法，但最终的迭代收敛条件仍需进一步研究。文献[11]中提出了一种新的基于Kruppa方程的自标定算法，该方法简化了Kruppa方程并确定目标函数，通过摄像机的三次线性无关的任意平移运动确定初值，然后用非线性优化目标函数法精化初值。该改进法大大提高了算法的鲁棒性及标定精度。
另外，孟晓桥、胡占义的圆标定方法，吴毅红等的平行圆标定方法等实用性和针对性强的方法也成为摄像机标定发展的一个方向。
4．结束语
摄像机标定技术越来越受到重视，无人机的导航，工业中工件测量、机器人辅助外科手术等很多领域都需要高精度、稳定、实时的标定结果，因此未来摄像机标定技术如何保证精确度的同时提高标定方法的鲁棒性方面,还需进一步研究。
参考文献
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计算机视觉设计范文3
关键词 计算机；图形设计；视觉传达系统
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0031-01
目前来讲，计算机图形设计并非一个新鲜事物，因为在20世纪80年代，部分国家就利用计算机设计过图形。该设计方式传到我国，并展开了新的历程。而与计算机图形设计相比，视觉传达技术出现的时间更早，然而站在学科视角来讲，视觉传达依然属于较为年轻的范畴。视觉传达就是把视觉符号当作一个传达信息的通道，人类利用视觉符号展开信息共享与沟通，且该方式同样是人类信息资源传播中一种关键手段。根据有关数据统计，利用视觉传达系统传播的信息占人类信息的70%，然而由于在人类感官系统内，对外部环境中所传播的信息，视觉系统占有主要地位。因此，假使信息接收过程中，人类是依靠视觉系统完成的，并利用另一个感官完成其他信息的接收，如果两者之间发生冲突，人类的反应也会随之变化。
1 计算机成图图形设计与视觉传达系统概述
1.1 设计思路
在计算机成图图形设计与视觉传达系统设计过程中，设计人员不但要放开手脚，大胆做，还应该具有一定的弹性，不能被技巧与知识水平所制约，从而创造具有自身特点且与常规不符的作品，这无疑将成为设计的独到之处。通常情况下，人们将视觉传达系统设计当作一个展现思维的方式，尤其是在设计过程中把图形与文字有机结合，互相作用，且呈现出对方的优点，所以，视觉设计在对符号进行设计的过程中，应该尽可能对其进行优化，将符号自身的优点完美展现出来，进而在整体中表达其思想。
1.2 设计技术与方法
设计工作者应该紧随时展的脚步，充分利用计算机这一先进科学工具，将最好的设计思想表达给大众。此外，由于全球信息技术的迅猛发展，在电影制作与广告方面，均要求运用到计算机成图图形设计，而且设计人员在设计时，也能利用不同的工具，对图形的清晰度进行适度的调整，进而让大众获得不错的视觉感受。
1）提炼客体。图形设计的创作来源主要是客体的表现以及对其的观察。然而在设计过程中必须抓住客体主要的特性，忽略不重要的特性，运用最简单的图形将其所包含的意思表达出来。设计人员在对客体进行提炼的过程中，不但要把握物体的共性，还必须注意其个性。图形设计在提炼客体时涵盖了两个方面的思想：提炼设计的任务；提炼和主题思想有关的图形。
2）重组图形。所谓的重组图形就是把图形中的构成部分进行科学有序的结合。图形的素材就好比是产品的原料，还必须对其进行生产加工方能成为最终的成品。其中最具决定性的一个部分就是图形结构的安排。对图形进行不一样的组合能够产生不同的图形，现今最为常见的重组形式有置换、同构以及轮廓线的矛盾、共生等等。所谓的同构就是将两个或两个以上的形象结合为一个统一的整体，其目的就是依托某个图形形象表现出其他图形的特点。在同构的作用，能够使图形形象更为厚重，有内涵，营造更为新奇的感觉。
2 视觉传达系统内图形设计的特征
2.1 明确的主题思想
设计人员在对图形进行设计的过程中，首先就必须对其基本内容进行规划，明确主题思想，也就是确定自身所要体现的核心内容。例如美的冰箱的广告都要求突出一个作用，即保鲜，那么设计人员在图形设计中必须抓住的关键思想就是鲜活，这一特征不但是该广告设计的目标，同时是图形设计的主题。而这个主题必须具备独特性，能和竞争对手区分开来，有助于大众去选择该产品。主题和图形应该相互作用，主题的主要载体就是图形，而图形的灵魂就是主题思想，主题思想通过图形体现出来。主题思想在初期形成过程中有很多因素都是不明确的，例如表达形式的多元化、视觉元素的多样化以及受众喜好的多样化等。以上述中“鲜活”主题来讲，运动场等视觉元素均能表达该特性，但在表达形式上可以采用不一样的方式，例如影构、置换以及同构等。另外，站在目标受众角度来看，家庭主妇是冰箱使用者，因此在设计过程中必须对其进行调查，了解其特征。设计人员将这些因素都结合起来，分析所要设计的主题，最后明确恰当的表达方式。
2.2 图形设计的任务
在进行视觉传达系统设计过程中，每一个图形设计任务的提出均有一定的原因，例如商业广告的设计，它是在经济因素的基础上提出的；包装的设计，其目的是为了宣传企业文化、形象或者是打造产品形象；公益广告的设计，其目的向广大受众传播一种思想与信念。而所处社会的经济状况与大众的接受水平对图形设计任务的提出有一定的影响力。图形传播是在一定的社会背景下进行的，例如当时的风俗、文化等。在对图形进行设计的过程中，必须确保图形的内容和形式与上述客观背景相配合。
2.3 形象生动
图形设计与绘画是不一样的，绘画时必须确保物和物的协调统一，因此画家在绘画过程中必须先了解所画物体的形象。但是图形则并非如此，图形设计必须选取大众所能接受的物体，这就说明图形设计过程必须选取生活中较为常见的物品作为载体，只有这样设计出来的产品方能让大众记住，并且让大众所理解其中的含义。
3 结束语
总而言之，在当前社会，国家快速发展的主要源头在于科学技术的进步。在各行各业的发展当中，计算机成图图形设计与视觉传达系统设计得到了普遍的运用。所以，人们只有不断的对技术进行更新，不断的对视觉传达系统设计进行分析，进而将计算机成图图形设计运用到生活与工作中，促进社会的快速发展。目前各行各业都面临着巨大的压力与挑战，所以计算机图形设计应该与时展相适应，以便寻求更好的发展前景，尤其是在与视觉传达系统设计有机结合时，应该互相作用、互相影响，那么在不远的未来将会出现新的发展。
参考文献
计算机视觉设计范文4
[关键字]城市基础设施 招投标 概预算
[中图分类号] F8 [文献码] C [文章编号] 1000-405X（2013）-2-272-1
1招投标概预算的常见问题分析
城市基础设施建设招投标概预算工作，包括概预算方案的编制、执行和考核，但由于基础设施建设项目比较复杂，而且资金覆盖面广，因此概预算工作难免遇到以下几方面的难题：
（1）概预算编制问题。在招投标阶段，由于对概预算的对象认识不全面，譬如某项目招投标的时候，收集了目前市场材料造价，统一用招投标阶段的材料价格进行概预算，而忽视了项目施工周期内材料价格的变化因素，使得编制的概预算方案缺乏灵活性，一旦方案的材料价格出现市场波动，那么某些概预算内容就会失真。另外，在概预算方案编制依据的控制方面，通常是根据历史方案执行效果展开分析，然后照搬以往方案，而没有结合具体项目的实际情况，这样的概预算方案势必脱离财务管理实际，难以起到有用的效果。
（2）概预算执行问题。城市基础设施的概预算管理人员，是概预算方案的执行主体，但执行方面存在诸多漏洞，譬如帐外资金的隐匿或者截留、概预算支出审批程度不严格、概预算绩效评价体系不健全等。城市基础设施的建设在经费申报的时候，存在申报内容不透明现象，没有正确控制经费的支出，容易埋下腐败的源头，最终达不到概预算管理方案的成本控制目的。
（3）概预算考核问题。城市基础建设的概预算考核模式，通常都停留在传统模式的阶段，而且以财务相关的指标作为考核依据，忽视了非财务的指标评价。招投标阶段，其概预算所需要考虑的问题，并非简单的人工成本、材料费用和设备成本等，对于工程后期各种不确定因素的控制，也是概预算时所需要考虑的问题，否则在工程后期很有可能出现成本失控的问题。以上的这种考核方式在管理学领域，被称之为单一型预算考核，在普通小型项目招投标的概预算执行尚为可行，但在规模比较大的基础设施建设项目，就无法体现预算执行方面的细节，甚至有某些建设项目设立了超预算收入奖金，但没有惩罚机制与之对应，概预算管理依然难以取得自我约束的效果。
2招投标概预算管理的问题解决措施
针对上文提到城市基础设施建设的概预算编制、概预算执行、概预算考核三方面的问题，笔者结合实际的工程管理经验，提出以下几方面的解决措施：
2.1招投标概预算方案的编制
城市基础设施建设招投标阶段概预算方案编制的基本要求是法制化、规范化和科学化，具体的编制流程如下：
（1）在编制的时候，需要结合基础设施建设项目的实际情况，认真清查项目所需的材料、设备、人员、资金等，并对参与招投标企业固定资产、流动资金、债务债权、收入支出情况等进行清查、核实、申报，确定工程的预期成本需求和参与招投标企业的盈利、损失状况等。
（2）明确财务管理项目的内容，然后就参与招投标责任主体的概预算方案，对合理的内容进行重新汇总，编制成全新的概预算方案，以便财会人员审核项目的成本情况和往来款项，促进概预算目标的顺利实现。笔者认为项目招投标的概预算，应该是一个“博览众长”的方案编制过程，尽管很多参与招投标的责任主体最终“落选”，但其提出的概预算部分建议内容，应该加以参考借鉴。
（3）根据概预算定额的标准，统筹安排概预算的人员数量、人员经费，譬如维持项目财会工作的基本公费，以及优化计算预算专项任务和独立执行专项预算项目，在不违背会计制度规定的基础上，确保建账核算的独立性，根据概预算方案实现项目的预算目标。
2.2招投标概预算方案的执行
在编制概预算方案的基础上，协调组织基础设施建设项目，按照方案的内容按部就班地开展，执行期间笔者认为最重要是合作交流和沟通协调。
（1）充分考虑中标企业的人力资源、财力资源和物力资源，确保各种资源在财务预算方案执行过程中，都能够得到优化配置，项目的责任主体可以结合项目所在区域实际情况，譬如材料市场，以及利用当地的相关政策，然后根据所编制的概预算方案状况，将概预算执行的任务下达到各个部门当中，然后汇总和调整概预算的控制质量。
（2）分解预算的指标，层层分解和层层下达，而各个部门要结合自身的实际情况，根据下达的分解概概预算目标，执行内部的概预算计划方案，然后配备人员协调控制，赋予执行职责的权利和义务。
（3）财政专户的设立，以便作为拨款和收入所用，概预算方案在执行的过程中，需要根据方案基本要求，定时出具执行的详细报表。另外还要定时自检概预算任务的完成情况，找出概预算执行过程中的异常因素，并予以及时弥补。
2.3招投标预算方案的考核
城市基础设施项目的开展，要求提高概预算目标的可预见能力，在优化概预算目标的基础上，将概预算的目标进行分解，然后由执行主体一一实现，执行主体根据任务要求，收集相关的财务资料，核算和审核资金的收支等，并针对概预算目标的偏差问题，予以及时的纠正。同时根据下达的概预算目标任务完成情况，以惩罚和奖励的方式，激励各个部门积极完成概预算管理任务，促使概预算管理方案的所有内容都能够全面实现。
3结束语
综上所述，城市基础设施建设招投标概预算管理问题，集中表现为概预算编制、概预算执行、概预算考核三个方面。为了解决这些问题，一方面要结合设施建设项目的实际要求，实现概预算编制工作的法制化、规范化和科学化。另一方面是在概预算方案执行的过程中，加强合作交流和沟通协调，并加强概预算的考核工作，以调动概预算管理工作人员的积极性。
参考文献
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计算机视觉设计范文5
设计教育要有一个时代意识，当前的艺术设计教育面临着一个全新的时代挑战。美国著名人类学家玛格丽特?米德将文化分为三种类型：一是“前喻文化”，即晚辈向长辈学习的时代;二是“共喻文化”，晚辈和长辈互相学习，共同成长;三是“后喻文化”，是长辈反过来向晚辈学习。[1]“信息时代”是美国麻省理工学院教授尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中提出的概念。[2]维基百科对信息时代的解释为“计算机时代或者数字时代。它是指在现时代，个人都有能力去自由传递信息，以及实时获取信息的这种特征......传统工业经济转变为以信息管理为主的知识经济，亦即信息化社会。”在信息时代，学习渠道更为多样，获取信息更加便利，知识更新的速度加快，教与学的需求和关系已经发生了微妙的变化。学习工具及环境发生了变化，授课对象发生了变化，在教学上“共喻文化”与“后喻文化”的情境更为突显，因此教学观念与方法也需要相应的做出革新。
一、当前计算机辅助设计教学存在的问题
计算机技术普及以来，很多高校艺术设计专业的计算机辅助设计课，被列为视觉传达专业开设的低年级基础技能课。为之后的设计专业课程做技术铺垫。通过教学活动中的观察和对教师学生访谈得知高校的计算机辅助艺术设计课普遍存在以下问题：
1.如何适应信息化环境
在信息资源不充足的情况下，课堂作为主要知识和信息来源，计算机辅助设计课内容较为偏重软件技能的传授。信息化的学习环境中，课外学习资源从某种程度上冲淡了课堂教学的技能知识部分的价值。因此为了避免教学资源浪费和低价值重复性教学劳动，课堂教学的侧重要有所转变。
2.如何应对知识碎片化
苏加特分析，在今后的大数据时代，只有三种最基本的东西对于学生是必须的：一是阅读、二是搜索、三是判断。现今的信息化技术条件让学生的学习资源成倍扩展，面对大量的公开课与视频教程，以及种种其他课外学习资源，学生们需要加强判断力和自身知识系统建构及管理能力。
3.如何应对知识更新
就视觉传达专业的计算机辅助课内容来讲，核心的知识点是相对稳定的，但随着软件技术的快速发展，知识是持续更新的，甚至要面对更多新开发的软件产品，课堂教学内容如何不滞后也是一个重要问题。
除了以上的问题之外，高校里还普遍存在课业负担重;知识的有效性和关联性弱;知识的转化率低等一系列的普遍问题。在高校视觉传达专业课程体系里，传统的计算机辅助设计课的定位就是解决学生的软件技能问题，为之后的标示设计、插画设计、界面设计等创意性较强的专业课做准备。课程功能比较单一，虽然课程会结合案例进行教学，但学生依然会感到枯燥，很多专业教师也不愿意上这类课。
二、计算机辅助设计课程改革的教学理念
数字化信息环境为大学生提供了更好的学习条件，可以让学生视野更加开阔，选择更加丰富。高校尤其是研究型大学中，视觉传达设计专业是一个应用性比较强的专业，计算机辅助设计应用技能是必须的。但是计算机辅助设计课如果只解决技能的问题，尤其在信息时代，其课堂的价值其实很低。所以课程改革的要求是能够传授有效技能的同时鼓励学生自主学习能力的提升及创新性思维。在知识层面，充分利用课外学习资源，课程的设计和实施要发挥课堂教学的优势和特点，避免重复性劳动。课程的教学改革期望达到3个效果：1、引导学生独立思考，培养原创意识， 锻炼解决问题的能力。2、引导学生根据自身需求，建构与管理自身的知识系统，成就学生的个性化学习效果。3、在课题实施和创作的过程中提高技能应用的水平，并能持续更新技能。要达到以上3个学习效果，计算机辅助设计课的改革提出了以下3个基本思路：
1.将技能的学习和训练融入创意项目实践过程中
作为一个设计专业的学生，一个创意的实现的过程往往是他们的乐趣所在和有效学习动力之一。将创意创作课题导入，贯穿计算机辅助设计课程可以避免学习过程中技能和创意的割裂，更能让学生在遇到实际问题，分析和解决问题的过程中体会学习的乐趣。由此看来计算机辅助设计课的主要形式可以转型为项目组织结合技术指导、信息整合与问题讨论，在做中学，在学中做。网络和书籍等课外学习资源可以作为课前的铺垫和课后的补充。
2.组织、引导与管理，重新定位教师的角色
教师角色的定位不应该只局限于知识的传授者，而是兼备教学活动的组织、引导与管理的职能。在笔者看来现在的大学生对于从网络获取知识有着较强的适应性，且对软件学习领悟的更快。在这样的前提下计算机辅助设计课的课堂教学可以导入相应难度的项目课题，教师是课题的组织者，策划与设计整个课程的课题及实施路径。教师在具备一定的知识积累和经验的前提下，推荐优质的教学资源，引导学生主动发现问题，独立思考，解决问题。教师作为教学活动的管理者，设置课堂教学活动规则，维护课堂秩序，调动学习气氛。依据当前学生的学习条件，自学可以设置为一个学生学习的环节与课堂教学结合起来。课堂的形式不再是一言堂，而是能够平等地讨论，一起面对难点、重点和知识更新的问题，以期达到教学相长的效果。这样一方面可以激发学生学习自主性，避免单一视野的局限性;另一方面实体课堂的时间可以更多地放在互动和探讨问题上，让学生在课题的实施过程中将知识内化。
3.分阶段地实施课程改革
改革的教学理念要落实，需要因课制宜。课程改革需要考虑整个学科发展的需要和课程本身的定位及目标，分阶段地落实与推进。计算机辅助设计课是视觉传达专业的一门基础课程，学科发展的趋势需要本课程突破单一技能学习的局限性，古话讲“授人一鱼，不如授人以渔”，掌握了学习方法、提高了知识更新和信息整理的能力，课程的作用力将扩展到整个职业生涯。课程改革的初级阶段，教师对于软件的具体的功能讲解及演示案例实际操作是必要的。在课程改革后续阶段，教师要给学生更多的主动权，以翻转课堂的形式引导其学习自主性，推进其学习的探究性及合作性。这样教师就可以把更多精力投入在课题的设计与教学活动的组织、引导和管理等工作上。分阶段地实施课程改革，可以让学生潜移默化地适应新的教学理念。
三、计算机辅助艺术设计课的教学改革实践
1.创作课题的设计及课外学习资源的分享
以本年度计算机辅助设计Photo Shop课为例，结合设计专业学生的特点，教师在课前设计了一个艺术课题――超现实主义视觉与寓言，作为创作的任务在教学的第一堂课上，分享了课题相关的设计网站、教程网站和图书作为课下学习资源，并鼓励学生扩展知识。艺术创作课题的设定融入了人文思考，既有主题性又有扩展性，要求通过计算机辅助设计进行创作，运用软件技术实现创意，在创作过程中将思想、美学、创意与技术融合起来，从而实现技术在图像文化上的介入。我们训练的不仅是技术，更是通过技术在美学和创意上的实现及思想的表达。创作课题――超现实主义视觉与寓言选题主要有以下几个依据：
1.1超现实主义是一种艺术表达的主张和风格，寓言是一种文学体裁。超现实主义视觉艺术和寓言在创作主张上有着共通性，即通过表象的提炼与重构来追求和传达内在的真实。本课题有一定的想象发挥空间，可以引发学生的人文思考，寓言可以联系当代的社会现象和自己的生活感悟进行联想和想象，可以有新解。这样在某种程度上也保障了学生创作的原创性。
1.2抽象的文字语言或概念转换为具象视觉语言是贯穿设计师整个设计生涯的一种必备的能力。因此课题的设定不论从技术层面还是从创意能力及表达能力层面的训练对学生的影响都是深远的。
1.3 Photoshop是一个强大的图像后期处理软件，学生对应本课题的创作，能够充分挖掘这个软件的功能，在提升应用技能的基础上也发挥了学生的创造力。
2.设置课堂的规则及学习路径，营造学习情境
围绕艺术课题，计算机辅助设计photoshop的课堂活动主要分为几个环节：
2.1课题相关作品案例分析
由教师带头示范超现实主义风格视觉作品案例的分析，后续每次课学生以组为单位，轮流进行收集案例的分享，要求内容不能重复。这就需要学生课下做资料搜集和分析的工作，每个人的信息来源不同，观看的角度和观点不同，这个环节的设置从某种程度上打破了每个人视野的局限性。
2.2软件的功能讲解及实例训练
这个环节在初学设计软件阶段是避不开的，教师引导性地讲解软件的主要功能，并鼓励学生结合课下学习资源进行知识扩展和补充，并在课堂上分享，课堂的实例训练让学生通过临摹学习技术和艺术结合的技巧，以备在自己的创作中有所发挥。
2.3重点难点总结及答疑
每一次课的结尾，教师都会以提问的方式将课堂上的重点、难点进行回顾和总结，并针对个别同学的提问进行答疑。
课堂围绕课题及技术、美学和创意的关系进行学习和各项能力训练，每一个环节之间相互联系。课堂营造了一个主动探索，独立思考，互动分享的学习情境，在技能掌握和训练的过程中，激发学生的创造力。
3.作品汇报及相互点评
从第二次课开始，我们每次课都要用Photoshop针对课题创作一幅作品。在教师的引导下，同学之间可以相互观摩及点评，充分调动课上的交流互动气氛。在课程的最后一次课，将让同学们结合图文并茂的课件，就自己的创作和学习所得进行一次综合的汇报，把自己的学习过程及知识结构整体梳理一遍。课件包含以下内容：（1）自己最得意的作品及作品的创意、制作过程;（2）关于创意、美学、科技三者关系的认识;（3）自己在这门课里所学到的东西。对于学生来说，最终的汇报是展示自我的一个舞台，很多人尽其所能地表现自己的个性、不同的思路和观点，在这个过程中，学生的信息整理的能力及口头表达的能力也得到了锻炼。
教师在课程改革的过程中了解到一些情况，比如学生觉得课程导入课题的方式能够促使他们主动思考和创作，但是感觉课程的节奏稍快，课时量有点少。摄影课如果能够排到这门课的前面，能够更大程度上保障创作素材的原创性。这些问题为我们课程改革进一步工作提供了依据，让我们意识到课时的设置与各门课程的排序可以更加优化，以后计算机辅助设计课程有可能转换为包含软件技能学习环节的专业设计课。
计算机视觉设计范文6
关键词：云计算 数据挖掘 平台设计
中图分类号：TP311.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00
云计算作为网络计算的升级，其规模大、可靠性高、扩展性好，在构建数据挖掘系统中具有十分大的应用优势。用户不需要担心系统会出现存储不足的问题，只需要考虑算法选择、数据处理内容等等，真正实现了数据利用的方便、快捷。
1云计算概述
云计算指的是一种分布于大规模的数据中心，能够提供大量的服务器资源的计算平台，其能够有效满足科研或是电子商务等方面的需求。云计算涉及到多个领域内容，如：虚拟化技术，基础设施即服务、平台即服务和Saris软件即服务，并行计算和分布式计算等概念。
总的来看，以计算能对不同的客户提供不同的资源，使得普通用户也能够进行海量数据的操作，在云计算基础上，通过构建数据挖掘平台，能够为终端用户提供一个高透明化的界面服务以及开放式接口支持。该平台的出现很好得解决了用户系统存储能力不足的问题，只需要选择合适的算法进行数据挖掘即可。
2基于云计算的数据挖掘平台架构设计
2.1基于云计算的数据挖掘平台架构
基于云计算的数据挖掘平台的功能层次主要包括算法层、应用层以及用户层，具体如下所示：（1）算法层：算法层主要利用的是下一层所提供的数据进行相应的计算，同时还需做好接口的管理工作。因为数据挖掘算法不同，其想要的执行顺序与结果也存在一定的差异。例如：当进行数据清洗算法服务时，其主要挖掘的是噪声数据，在应用数据挖掘算法前要做好接口服务的调用工作，以便及时将完成清洗的数据通过数据层保存在云计算平台内，以便为后续的数据挖掘工作提供更加优良的服务。值得注意的是，在进行数据挖掘调用服务时，其对象主要包括已经完成清洗的数据和不需要清洗的数据。（2）应用层：与其他的几层相比，应用层具有较强的抽象性，其主要工作是将海量数据挖掘所包含的数据和算法见的关系描述成为任务，同时还负责提供应用调用以及接口维护的工作。（3）用户层：数据挖掘平台中用户层的设计设计目的，就是为了向广大用户提供相应的身份验证以及授权。
2.2基于云计算的数据挖掘平台架构设计关键
2.2.1插件系统设计
插件主要是通过采用一定的应用程序，实现接口的合理开发。通常情况下，插件可以分为三个组成部分：一是扩展点；二是业务逻辑；三是调用下层扩展点，这三者均是由一个绑定包与各种服务构成。其中绑定包的主要任务在于进行模块管理，其含有一个服务说明接口、多种服务调用接口。在进行插件系统设计时，必须保证绑定包接口与相关规范要求相符，如果将插件放在某一个特定的目录下，可以被数据挖掘平台识别、加载。
值得注意的是，当前主要是使用原子类型数据组合作为算法插件服务接口函数参数，算法的实现更加具有兼容性，可以说虽然算法实现的难度有了一定的提高，但是使用性大大加强，能够被众多用户用于数据处理。
2.2.2开放接口设计
开放接口主要是其他应用在数据挖掘平台的基础上进行开始需要使用到的接口，通过开放接口，应用开发者能够充分利用数据挖掘平台中的海量数据服务。开放接口设计主要要求为高效、简单直观以及具有高伸缩性，因此本文主要针对表述性状态转移接口（简称REST）进行了具体探讨。
REST接口具有无态的优点，因此当在同一个局域网内对服务器进行重复的调用时，浏览器内的缓冲装置可以起到一定的替代作用才，从而最大限度地减轻服务器运行的压力，避免因为用户量过多而造成服务器崩溃的现象。云计算平台的应用在很大程度上实现了无穷大的数据吞吐，满足系统平台的性能要求。
3基于云计算数据挖掘平台架构的实现
下文主要是以EClipse34为开发工具、Python为开发语言、以Google开放的云计算开发平台AppEngi为开发环境，具体探讨了基于云计算数据挖掘平台架构的实现。
3.1算法模块插件系统
算法模块涵盖了多种算法，例如：数据清洗算法、数据挖掘算法以及结果可视化算法等等。一个完整的数据挖掘过程应包括以下几个部分：（1）云计算中的大量数据都是不规则的、噪声严重的，基于此，必须先通过数据集清洗算法的应用，将原始数据整理为规则的数据集；（2）利用数据挖掘算法对所得到的规则数据集进行处理，以得到需求信息；（3）通过可视化算法，将目标信息传送至客户处。在上述一系列数据处理过程中，数据的调用离不开REST接口的应用。
3.2数据集访问模块
数据集访问模块的实现同算法模块插件系统有着相似之处，也是利用插件实现数据的调用，特别是在进行数据集的访问时，访问模块文件中被检索的地方也处于被用户调用的状态之下。但是，数据集访问模块的不同之处在于，系统会将数据文件分解为很多个元数据的组合和物理访问地址，然后将这些数据组合成字典类型结构的参数传送至数据机访问模块内。
4结语
综上所述，目前云计算平台已经趋于成熟，例如：GoogleAppEngine、GoogleBigtabl等等均能够为数据挖掘平台架构设计与实现提供底层的架构支持，开发者只需要上传应用程序即可，不需要考虑存储量等问题，方便快捷、可靠性高。
参考文献
[1]李凯，.基于云计算的并行数据挖掘系统设计与实现[J].微计算机信息，2011，27（6）：121-123.
[2]黄章树，刘晴晴.基于云计算服务模式的数据挖掘应用平台的构建[J].电信科学，2012，28（1）：53-57.
